Способ измерения перемещения объекта

 

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»)741049

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.10.78 (21) 2672508/25-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.2

G 0l В 17/02

Гесударстееиимй комитет

СССР (53) УДК 531.717 (088.8) Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.80 пю делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Малов, В. М. Макаров, В. М. Плужников и О. А. Кучко

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения малых линейных и угловых перемещений материальных тел.

Известен способ измерения микроперемещений объекта, заключающийся в том, что 5 создают пространственно-периодическое поле и движение контролируемого объекта относительно поля пространственно-периодической структуры приводит к периодическому изменению сигнала на выходе детектора, сопряженного с перемещающимся объектом (1) . В простейшем случае перемещения объекта могут фиксироваться с точностью до одного периода пространственно-периодического поля, что ограничивает разрешающую способность измерения. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения перемещений объекта, заключающийся в том, что создают физическое пространственно-периодическое поле, размещают в нем контролируемый объект, измеряют с помощью детектора величину электрического сигнала, связанного с изменением положения объекта относительно физического пространственно-периодического поля, и о перемещении судят по величине электрического сигнала (2).

Недостатком этого способа измерений является сложность, а также малая разрешающая способность измерения микроперемещений.

Сложность обусловлена необходимостью использования высококачественных оптических систем, а также промежуточных преобразователей оптического сигнала в электрический.

Повышение разрешающей способности измерения микроперемещений связано с необходимостью уменьшения периода растровой решетки.

Цель изобретения — уменьшение процесса измерения и повышение его разрешающей способности, Поставленная цель достигается тем, что создают неподвижное пространственно-периодическое электрическое поле с помощью стоячих поверхностных акустических волн, распространяющихся в пъезоэлектрике, а детектор устанавливают на контролируемом объекте.

741049

Формула изобретения

Составитель С. Федоров

Редактор Г. Мозжечкова Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 3187/40 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, .Москва, .Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

На пъезоэлектрической пластине 1 размещены встречно-штыревой преобразователь

2 поверхностной акустической волны и два отражателя 3, 4 акустической волны. Встречно-штыревой преобразователь подключен к автогенератору 5. Выходной сигнал снимается с детектора 6 электростатических зарядов, размещенного вблизи поверхности пъезоэлектрической пластины.

Устройство работает следующим образом.

Встречно-штыревой преобразователь 2 и отражатели 3, 4 представляют собой резонатор поверхностных акустических волн, который возбуждается на резонансной частоте с помощью автогенератора 5. Возбуждение резонатора на резонансной . частоте приводит к возникновению в области поверхности пъезоэлектрической пластины, заключенной между отражателями, системы стоячих упругих волн и связанного с этими волнами пространственно-периодического электричес кого поля.

Движение детектора 6, совмещенного с контролируемым объектом, происходит в пространственно-периодическом, осциллирующем во времени электрическом поле, что обусловливает зависимость выходного сигнала детектора от положения детектора относительно пъезоэлектрической пластины.

В качестве детектора может быть использована, например, встречно-штыревая система металлических электродов, нанесенная на пъезоэлектрическую пластину.

Технология изготовления штыревых систем металлических электродов аналогична технологии изготовления дифракционных решеток.

Использование пространственно-периодического электрического поля уменьшает сложность измерения микроперемещений, так как в предлагаемом способе не используются оптические преобразователи, а также повышает разрешающую способность измерения микроперемещений за счет уменьшения пространственного периода электрического поля по сравнению с периодом дифракционных решеток путем возбуждения пре образователей поверхностных волн на выс10 ших гармониках.

Способ измерения перемещений объекта, заключающийся в том, что создают физическое пространственно-периодическое поле, размещают в нем контролируемый объект, измеряют- с помощью детектора величину электрического сигнала, связанного с измене2о нием положения объекта относительно физического пространственно-периодического поля, и о перемещении судят по величине электрического сигнала, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и

И повышения его разрешающей способности, создают неподвижное пространственно-периодическое электрическое поле с помощью стоячих поверхностных акустических волн, распространяющихся в пъезоэлектрике, а детектор устанавливают на контролируемом зе объекте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колесников П. В. Ультразвуковые измерения. М;, Изд-во стандартов, 1970,с. 50.

2. Преснухин Л. Н. и др. Шаровые растровые датчики положения и их применение.

М., «Машиностроение», 1969, с. 6 (прототип).